مقدمه:

الکترونیک قدرت، بهره‌گیری از الکترونیک حالت جامد (نیمه‌رساناها) برای کنترل و تبدیل توان الکتریکی است.

به عبارت دیگر، الکترونیک قدرت به بررسی استفاده از نیم‌رساناها در مهندسی قدرت می‌پردازد.

محدوده جریان‌ها و ولتاژها در الکترونیک قدرت می‌تواند تا هزاران ولت و یا هزاران آمپر باشد.

الکترونیک قدرت باعث صرفه جویی بسیار خوبی در انرژی(saving energy) میشود.

تقریبا تمام منابع تغذیه جدید همچون شارژرها، اینورترها و یوپی‌اس‌ها از ساختارهای الکترونیک قدرت استفاده می‌کنند.

شارژر موبایل و لپ‌تاپ، منابع تغذیه کامپیوتر یا سایر لوازم برقی، از ساده‌ترین مثال‌ها برای الکترونیک قدرت هستند.

در صنعت، از رایج‌ترین استفاده‌های الکترونیک قدرت، راه‌اندازهای (درایور) سرعت‌متغیرِ موتور القایی است.

در سطوح توان بالاتر، الکترونیک قدرت در کاربردهایی مانند انرژی‌های نو و بهینه‌سازی سیستم قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مباحثی مانند طراحی یک‌سوسازهای سه‌فاز، تبدیل جریان‌های متناوب به مستقیم (مثلاً در اچ‌وی‌دی‌سی) و برعکس، همه در الکترونیک قدرت مطرح می‌شوند.

چرخه کارکرد الکترونیک قدرت در وسایل خانگی دارای موتور مانند:

کولر گازی،

ماشین لباسشویی،

جارو برقی،

اسپلیتر،

اینگونه است که تجهیزات الکترونیک قدرت ابتدا برق(انرژی الکتریکی) متناوب را به برق dc تبدیل کرده، سپس برق dc با یک اینورتر (مبدل dc به ac) دوباره به برق متناوب با فرکانس ودامنه ولتاژ مناسب با وضعیت کار تبدیل شده و مصرف وسیله الکتریکی را بهینه می‌کند.

 وسایل الکتریکی در گذشته فاقد الکترونیک قدرت بوده و مصرف انرژی آنها بهینه نبوده است.

به عنوان نمونه کولرهای گازی قدیمی دارای یک ترموستات بود که با خاموش و روشن کردن درجه حرارت محیط تنظیم می‌شد.

این خاموش و روشن شدن مکرر باعث اتلاف انرژی در سیکل ترمودینامیکی می‌شود.

کولرهای گازی جدید این امکان را دارند که با کنترل دور موتور و کمپرسور برودت، هوا را تنظیم کند،

بنابراین از خاموش و روشن شدن اجتناب می‌کند و کاهش ۳۰ درصد مصرف  انرژی را به همراه دارد.

برای مثال ماشین‌های لباسشویی دارای دور کند جهت شستن و دورتند جهت خشک کردن لباس هستند.

و در ماشین لباسشویی جدید، در دور کند موتور با برق متناوب با فرکانس و دامنه ولتاژ پایین و در دور تند موتور با برق متناوب با فرکانس و دامنه ولتاژ بالا تغذیه می‌شود.

این امر باعث کاهش مصرف و افزایش بازده شده است.

در موارد مشابه هنگامی که ولتاژ و فرکانس مناسب توسط الکترونیک قدرت به موتور کمپرسور یا پمپ داده شود و موتور با سرعت مناسب حرکت کند، مصرف انرژی تا ۳۰ درصد کاهش پیدا می‌کند.

به عنوان مثال درخودروها و قطارهای برقی در حالت راه اندازی سرعت پایین و گشتاور راه اندازی بالاست و بنابراین نیاز به فرکانس و ولتاژ پایین است.

در حالیکه در سرعت های بالا در اتوبان ها به فرکانس و ولتاژ بالاست که توسط الکترونیک قدرت تهیه می‌شود.

یکی دیگر از کاربردهای الکترونیک قدرت تزریق انرژی از پانل خورشیدی به شبکه است که باید در شرایط مختلف تابش خورشید به صورت بهینه انجام شود.

امروزه الکترونیک قدرت سبب بهینه سازی و باعث مصرف انرژی الکتریکی در کاربردهای صنعتی و خانگی می‌شود.